8.5 Results and discussion: preliminary studies
8.5.1 Exploration and selection of nuclear magnetic resonance spectroscopy
As características gerais e a descrição sistemática dos principais depósitos da FPI e dos padrões de alteração hidrotermal que se lhes associam foram objecto de vários e exce- lentes trabalhos de revisão recentes (e.g., Barriga, 1990; Saez et al., 1996, 1999; Leistel et
al., 1998b; Carvalho et al., 1999; Tornos et al., 2005). Vistos como um todo, os depósi-
tos de sulfuretos maciços formados nesta província deixam transparecer um conjunto de características que, de modo muito nítido, se relacionam colectivamente com o seu ambiente geotectónico de formação e, naturalmente, com os constrangimentos paleo- geográficos e de fluxo térmico dele decorrentes. Estes factores condicionaram decisi- vamente todas as variáveis metalogenéticas, nomeadamente o tipo e disponibilidade dos fluidos envolvidos, as fontes dos metais, os mecanismos de extracção de metais e as características dos seus reservatórios, os processos de circulação hidrotermal convec- tiva e a intensidade e duração dos regimes de alimentação térmica dos sistemas hidro- termais mineralizantes.
Como se discute neste artigo, a sucessão litoestratigráfica da FPI regista os episódios de abertura e subsequente fecho de um mar intracontinental estreito e relativamente pouco profundo (Oliveira, 1990; Quesada, 1991). As características do magmatismo na FPI (e.g., instalação relativamente superficial de magmas félsicos, sobre-aquecidos e pouco fraccionados) indicam regimes de elevado fluxo térmico e fusão crustal em condições de baixa pressão, requerendo portanto um ambiente extensional de adelgaçamento crustal (Munhá, 1983; Mitjavila et al., 1997). A abertura transtensiva de bacias intra-continentais, do tipo pull-a-part, nas margens do terreno Sul-Português, como consequência da sua colisão oblíqua com o terreno autóctone Ibérico durante as primeiras fases da orogenia varisca (Silva et al., 1990; Quesada, 1998; Tornos et al., 2002; 2005), parece representar um ambiente adequado para explicar quer as características do vulcanismo, quer as que assistiram à génese de sulfuretos maciços. Tal ambiente geotectónico é consistente com condições prolongadas de elevado gradiente geotérmico regional, favorável à circulação hidrotermal, lixiviação de metais e geração em profundidade de reservatórios de fluidos altamente salinos com elevada capacidade de transporte metalífero. Estas condições terão igualmente favorecido uma intensa actividade tectónica sin-vulcânica cujo papel terá sido fundamental para a focalização dos canais de descarga dos sistemas convectivos e para o regime geral de circulação hidrotermal, já que, dadas as litologias em presença, a permea-
bilidade primária da sequência vulcano-sedimentar na FPI deverá ter sido globalmente baixa.
Um cenário provável para a metalogénese na FPI é, assim, o que corresponde a um ambiente de bacias ensiálicas, fortemente segmentadas em semi-grabbens e comparti- mentadas a várias escalas. Esta paleogeografia é conforme com a conhecida dificuldade em estabelecer correlações estratigráficas de fácies vulcânicas e sedimentares na FPI, facto que reflecte as bruscas variações laterais e verticais das condições de deposição, em função nomeadamente da altura da coluna de água e das taxas de sedimentação e subsidência nas várias bacias individuais (e.g., Oliveira, 1990). A instabilidade tectónica associada à acti- vidade vulcânica, por seu turno, responde igualmente pelos frequentes escorregamentos gravíticos documentados quer nos pacotes sedimentares e vulcaniclásticos, quer nos pró- prios sulfuretos maciços em alguns depósitos da FPI (e.g., Tharsis, Lousal, Neves Corvo; Silva et al., 1990; Tornos et al., 1998; Relvas, 2000). Na FPI, as evidências que suportam esta interpretação geotectónica e paleogeográfica chegam-nos de inúmeras observações e linhas de raciocínio: a clara orientação da distribuição dos centros vulcânicos em alinhamentos com carácter regional; a variação lateral brusca de muitas características sedimentares (Oli- veira, 1990; Moreno, 1993; Moreno et al., 1996a); os alinhamentos estruturais (Silva et al., 1990; Quesada, 1998); e a distribuição quer dos depósitos de sulfuretos maciços, quer das ocorrências de mineralizações manganesíferas, em alinhamentos regionais paralelos aos de carácter tectono-vulcânico.
Eficácia é a palavra-chave para descrever os processos responsáveis pela formação dos depósitos de sulfuretos maciços nesta província. Eficácia nos mecanismos de extracção e transporte de metais, eficácia nos regimes de alimentação energética dos sistemas, eficácia nos processos de deposição e conservação dos sulfuretos. Tomados em valor absoluto, os metais-base contidos nos minérios da FPI representam um volume de metais verdadeira- mente extraordinário (ver fig. 33).
Só a reunião de condições metalogenéticas excelentes poderia justificar tão elevada produtividade. No entanto, é também a enorme eficácia destes sistemas relativamente aos mecanismos de extracção, deposição e conservação dos sulfuretos, um dos principais fac- tores responsáveis pelos baixos teores da maioria dos minérios nesta província, já que favo- rece a preservação, nos produtos da actividade hidrotermal mineralizante, das razões ferro- /metais-base existentes nas rochas lixiviadas. Os depósitos típicos desta província possuem assim elevadas tonelagens mas são fortemente piríticos, com concentrações apenas local- mente significativas de esfalerite, calcopirite e galena (44 depósitos > 1 Mt). O depósito- -médio da FPI possui 30.1 Mt de sulfuretos maciços com 0.85% Cu, 1.13% Zn, 0.53% Pb, 38.5 g/t Ag e 0.8% Au (Tornos et al., 2005).
A participação maioritária de água do mar nos sistemas hidrotermais responsáveis pelos depósitos da FPI está hoje claramente estabelecida (Barriga & Kerrich, 1984; Munhá et al.,
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1986a), mas a sua exclusividade tem sido recentemente questionada. A elevada salinidade dos fluidos aprisionados em inclusões fluidas consideradas primárias nos stockworks de vários depósitos (e.g., Almodóvar et al., 1998; Sánchez-España et al., 2003), e a geralmente muito pesada assinatura isotópica do oxigénio nas águas em equilíbrio com os filosilicatos e quartzo hidrotermais, levaram muitos autores a propôr o envolvimento adicional de outros fluidos, em pelo menos alguns dos sistemas hidrotermais da FPI. A participação em larga escala, na generalidade dos depósitos da FPI, de fluidos magmáticos, a que se associariam contribuições metalíferas significativas, foi proposta por Halsall & Sawkins (1989) e, mais recentemente, por Solomon & Quesada (2003). No entanto, a natureza relativamente super- ficial do magmatismo félsico da FPI e o seu quimismo sub-saturado em água (Munhá, 1983; Mitjavila et al., 1997) torna pouco provável que exsoluções significativas de fluidos aquosos de filiação magmática tenham tido lugar a partir dos magmas «secos» que alimentaram o vulcanismo félsico típico da FPI. Por outro lado, as razões metalíferas dos minérios típicos da FPI correlacionam-se directamente com as correspondentes razões nas sequências meta- sedimentares de muro, sugerindo fortemente uma derivação dos metais por processos de lixiviação (Barriga & Fyfe, 1998; Tornos & Spiro, 1999; Relvas, 2000). A reduzida espessura do CVS (inferior a 600 metros em praticamente toda a província) sugere fortemente que a fonte para a esmagadora maioria dos metais nos sulfuretos maciços da FPI tenham sido os metasedimentos do GFQ (espessura superior a 2000 metros, Tornos et al., 2005) e, eventual- mente, o seu substrato indiferenciado. Estas circunstâncias, aliadas à larga predominância de rochas sedimentares em toda a sequência lito-estratigráfica a muro dos depósitos, levou vários autores a propôr para a formação da generalidade dos depósitos da FPI um modelo genético híbrido entre o que caracteriza os jazigos de sulfuretos maciços vulcanogénicos (VHMS) e o geralmente aceite para os seus congéneres exalativo-sedimentares (SEDEX), facto que é absolutamente consistente com a elevada tonelagem média dos depósitos nesta província (Velasco et al., 1998; Saez et al., 1999; Relvas, 2000; Relvas et al., 2002).
Os dados de isótopos radiogénicos actualmente disponíveis são consistentes com a derivação dos fluidos e metais envolvidos nos sistemas da FPI a partir de fontes crustais, com nula ou reduzida influência directa de fontes juvenis. Os dados isotópicos de chumbo (Marcoux, 1998; Relvas et al., 2001; Jorge et al., 2007), de neodímio (Relvas et al., 2001; Jorge, 2009), de estrôncio (Tornos e Spiro, 1999; Relvas et al., 2001) e de ósmio (Mathur et
al., 2001; Munhá et al., 2005) sugerem que, excepto para alguns minérios de Neves Corvo,
poderá ter existido um reservatório metalífero relativamente homogéneo que se tenha cons- tituído como fonte comum para a maioria dos metais da FPI.
Trabalho de investigação dirigido à caracterização petrográfica, geoquímica e isótopica dos possíveis reservatórios metalíferos dos depósitos da FPI, e à compreensão dos regimes de extracção e fornecimento de metais nos sistemas típicos e atípicos desta província, foi levado a cabo muito recentemente por Jorge et al. (2007) e Jorge (2009), vindo demons-
trar cabalmente que os depósitos típicos desta província poderão ter resultado de diferentes extracções metalíferas a partir de reservatórios relativamente homogéneos em toda a pro- víncia. Fluidos basinais circulando nos metasedimentos do GFQ, poderão ter-se constitu- ído como fluidos hidrotermais com elevado potencial metalogenético (IPB-ore fluid; Relvas, 2000) que, incorporados nos sistemas convectivos associados às mineralizações, explicam muito adequadamente a homogeneidade das razões metalíferas e das assinaturas dos isó- topos radiogénicos na generalidade dos minérios da FPI, bem como as assinaturas pesadas dos isótopos estáveis, as elevadas salinidades dos fluidos envolvidos e o metassomatismo potássico e assinaturas isotópicas de estrôncio que testemunham significativas interacções de lixiviação de metais a partir daquele reservatório crustal, sem requerer a intervenção de águas com qualquer outra derivação. As condições de elevado fluxo térmico e a intervenção de acidentes tectónicos profundos como os que limitam as bacias que acomodaram a meta- logénese, explicam adequadamente a alimentação energética dos sistemas hidrotermais e os seus padrões de focalização.